科学数据开放存取的途径*
2016-12-14黄如花刘龙陈
黄如花刘 龙陈 萌
（1.武汉大学信息资源研究中心 武汉 430072 ；2.武汉大学信息管理学院 武汉 430072；3.武汉音乐学院图书馆 武汉 430060）
·工作研究·
科学数据开放存取的途径*
黄如花1刘 龙2陈 萌3
（1.武汉大学信息资源研究中心 武汉 430072 ；2.武汉大学信息管理学院 武汉 430072；3.武汉音乐学院图书馆 武汉 430060）
文章详细论述了科学数据开放存取的多种途径，包括利用数据检索工具，访问Dataverse仓储，访问相关组织或机构的开放数据站点，查阅开放存取仓储注册系统或目录，查阅开放数据期刊，利用综合性搜索引擎等，以期为用户查找并获取科学数据提供一些参考。
科学数据 研究数据 开放存取 途径
〔引用本文格式〕黄如花，刘龙，陈萌.科学数据开放存取的途径[J].图书馆，2016（11）：26-33
科学数据是指各类科技活动产生的原始性、基础性的数据及其分析研究信息，是国家创新体系中最活跃的要素之一[1]，无论对经济发展、政府决策、科技创新还是科学研究都具有重要意义。科学数据的开放存取越来越受到世界各国的重视，根据相关统计，截至2015年11月27日，在调查的全球157个科研资助机构中，有60个出台了要求或鼓励研究数据开放存取的政策[2]。2015年更是被称为“开放数据授权年”（The Year of Open Data Mandates[3]），一大批机构在该年出台了科学数据开放存取的政策。美国国家科学基金会（National Science Foundation,简称NSF）分别于2015年3月和7月发布《国家科学基金会公共获取计划：今天的数据，明天的发现》（NSF’S PUBLIC ACCESS PLAN: Today’s Data, Tomorrow’s Discoveries[4])和开放政府计划3.5（Open Government Plan3.5[5]），以促进其资助的科学数据等研究成果的开放获取；欧盟于2015年10月颁布了推动研究数据开放获取的文件《地平线2020：科学出版物和研究数据开放获取指南》（Guidelines on Open Access to Scientific Publications and Research Data in Horizon 2020[6]）；英国工程和自然科学研究委员会（EPSRC）制定的《EPSRC研究数据政策框架》（EPSRC Policy Framework on Research Data）于2015年5月1日正式生效[7]；我国国务院发布的《促进大数据发展行动纲要》也明确提出积极推动由国家公共财政支持的公益性科研活动获取和产生的科学数据逐步开放共享[8]。
开放存取政策的出台为科学数据的开放存取提供了条件。但由于缺少跨机构和地域性的一站式检索站点，公开可用的科学数据散布在众多独立的组织或机构站点中，导致用户很难从纷繁复杂的各类数据存储站点中找到自己所需的科学数据，因此了解和掌握科学数据开放存取的途径就变得尤为重要。本文介绍了多种科学数据开放存取的途径，可以为用户查找和获取科学数据提供一些帮助。
1 利用数据检索工具
数据检索工具可用于直接检索特定的科学数据资源，用户只需输入相应的检索词即可得到准确的检索结果，是最为快捷、方便的科学数据查找途径。DataCite[9]、CrossRef[10]、Zanran[11]、Voovle[12]以及Google Public Data Explorer[13]等都可算是这类工具的典型代表。本文选取DataCite元数据搜索、CrossRef元数据搜索和Zanran来进行介绍，其中前两者分别隶属于全球最大的两家DOI（数字对象标识符）注册、发布机构DataCite与CrossRef，可分别检索在这两个机构注册的数据集，Zanran是一个专门用于查找数值型数据（Numerical Data）搜索引擎，功能非常强大。
1.1 DataCite元数据搜索
DataCite元数据搜索（DataCite Metadata Search）是一个通过搜索数据集在Datacite上注册的关键词、日期、位置等相关元数据信息，来查找和获取某些特定数据集的数据检索工具。Datacite作为一个帮助研究者发现、识别和引用研究数据的非营利性机构，目前已注册了大量的研究数据集，用户可利用DataCite元数据搜索来获取所需的科学数据。
DataCite元数据搜索提供简单检索和高级检索两种检索方式，并且给出了详细的使用方法。使用简单检索时，用户只需输入DOI或相关元数据，如题名、主题等作为检索词，点击检索按钮即可；使用高级检索时，用户可从DOI、标题、创建者、出版者、贡献者、格式、主题、日期等13个字段中选择输入一个或几个进行检索，同时还可根据数据中心、资源类型和语言等进行检索过滤。
1.2 CrossRef 元数据搜索
CrossRef 元数据搜索（Crossref Metadata Search）可通过元数据来检索Crossref数据库的资源。CrossRef是一个旨在促进学术成果内容更容易被发现、链接、引用和评定的非营利性会员组织，截至2015年11月21日，其数据库收录的资源记录已超过7700万个，其中很多为研究数据。目前仅提供简单检索这一种检索方式，用户可通过输入作者、标题、DOI、ORCIDs、 ISSNs、FundRefs等元数据信息来进行检索，检索页面给出了多种查询示例以帮助用户进行操作[14]，例如输入DOI“10.2331/ suisan.32.804”来查找某一特定的学术成果。
1.3 Zanran
Zanran是一个专门用来查找数值型数据（Numerical Data）的搜索引擎，可帮助用户找到网络上半结构化的开放数据，格式包括PDF、Excel、HTML Tables和Images等，比如他人发表的PDF格式的图表、EXCEL格式的表格、图片或HTML格式的条形图等，其中很多是研究论文中的数值型数据。相比综合性搜索引擎，Zanran检索结果更为精确，而且操作也更为简单，Zanran会在搜索框中给出检索提示，用户根据提示可以很容易地构造出标准的检索式，提高检准率。除此之外，用户还可以在输入检索词的同时选择地区（如澳大利亚、加拿大等，也可以是特定的网址）、日期（所有日期、最近6个月、最近12个月、最近24个月）和文件类型（PDF、Excel、HTML Tables、Images）等进行限定，进一步精确检索结果。因此，利用Zanran进行检索是一种非常便捷、高效地获取科学数据的途径。
2 访问Dataverse仓储
Dataverse仓储（Dataverse Repository）即基于Dataverse软件而建立的科学数据仓储。Dataverse是一种分享、保存、引用、查找和分析研究数据的开源网络应用程序，以利于研究数据更方便地为他人获取和复用。一个Dataverse仓储一般会收录多个 Dataverse，每个Dataverse包含多个数据集以及其他的Dataverse，每个数据集又包括元数据和各种数据文件[15]。用户访问Dataverse仓储不仅可以获取大量的研究数据，而且可以找到很多其他的Dataverse，然后再通过这些Dataverse又可以获取更多的科学数据和Dataverse。因此，相对于基于DSpace、CKAN等其他开源软件建立的科学数据仓储而言，Dataverse仓储更适合用户查找和获取科学数据。
哈佛大学的Harvard Dataverse[16]是由哈佛大学社会科学研究所（Institute for Quantitative Social Science，IQSS）、哈佛大学图书馆（Harvard Library）和哈佛大学信息技术中心（Harvard University Information Technology，HUIT）合作开发的，作为目前收录数据资源最多、最为著名的Dataverse仓储，截至2015年11月21日，共收录1331个Dataverse以及涵盖社会科学、经济学、物理学、生物学等学科的59580个研究数据集、286741个数据文件。这些数据资源既可按出版日期、主题和作者名进行浏览，也可通过简单或高级检索功能进行检索、下载和引用。目前其资源下载次数已超过140万次。
表1 Dataverse仓储列表
3 访问相关组织或机构的开放数据站点
这里所指的开放数据站点是各种开放数据资源存储地点的统称，其形式包括开放数据仓储（Open Data Repository）、开放数据门户（Open Data Portal）、开放数据平台（Open Data Platform）和开放数据库（Open Database）等。近些年，开放科学数据站点呈现爆发式增长，各类组织或机构纷纷建立起自己的开放数据站点，用以保存和共享研究数据。以开放数据仓储为例，截至2015年11月21日，仅在Re3data.org[18]注册的开放科学数据仓储就达到了1163个，并且以每周约10个新数据仓储的速度不断增加。用户可通过访问这些数据站点来获取所需科学数据。依据不同的建设或管理者，开放数据站点主要有以下几种。
3.1 国际组织的开放数据站点
作为开放数据运动的有力推动者，国际组织特别是大型的国际组织一般都建立了相应的开放数据站点，有些组织为了方便用户查找本组织各成员单位的开放数据，还会建立统一的开放数据门户以省去用户逐个查找各个成员单位数据仓储的麻烦，实现各类开放数据的一站式获取，如联合国（United Nations）、欧盟（European Union）等。这些站点的建立为用户开放获取各类科学数据，特别是涉及多个国家和地区的科学数据提供了一条不错的途径，它们收录的数据不仅涵盖地域面广、涉及学科领域多，而且权威性也可以得到保证。表2列举了世界上几个重要国际组织的开放数据站点。
表2 国际组织的开放数据站点
（注：表中统计数据截至2015年11月21日。）
3.2 政府开放数据站点
政府开放数据站点是一个国家或地区政府统一对外发布数据信息的平台和窗口，其数据主要来源于政府各个机构的调查、统计、观测及研究等活动，数据全面、可靠且容易获取，是查找一个国家或地区政府开放科学数据的理想途径。这类站点主要可分为两类：一类是政府数据统一开放门户，另一类是具体政府部门建立的开放数据站点。
3.2.1 政府数据统一开放门户
政府数据统一开放门户又可分为两种：一种是国家政府数据统一开放门户，例如美国的Data.gov、英国的Data.gov.uk、法国的Data.gouv.fr、印度的Data.gov.in等，表3列举了世界上一些主要国家的国家政府数据统一开放门户；另一种是地方政府数据统一开放门户，如美国加利福尼亚州的Data.CA.gov、芝加哥市建立的City of Chicago Data Portal、圣马特奥县政府建立的Data. smcgov.org等。
表3 世界上主要国家的国家政府数据统一开放门户
美国政府的数据门户网站（Data.gov）是政府数据统一开放门户的典范，无论是资源数量、开放程度还是站点功能，都远超其他国家同类站点。截至2015年11月21日，Data.gov可检索的数据集已超过188955个，包括农业、商业、消费、生态系统、教育、能源、金融、海洋、科学与研究等14个主题，堪称海量数据。为了帮助和引导用户获取相关数据，Data.gov还在其网站给出了查找和下载数据资源的具体方法，非常人性化[19]。
3.2.2 具体政府部门建立的开放数据站点
这些政府部门包括国家的统计部门、教育部门、科技部门、文化部门、卫生部门等。访问这些政府部门建立的开放数据站点可以获取该部门相关的科学数据。例如美国国家航空航天局（NASA）建立的NASA’s Data Portal[20]；美国疾病控制与预防中心(Centers for Disease Control and Prevention)建立的Data.CDC.gov[21]等。这些数据站点是获取某些政府部门科学数据的绝佳途径。表4列举了一些我国政府部门建立的开放科学数据站点。
表4 我国政府部门建立的开放科学数据站点
3.3 高校和科研机构的开放数据站点
如果说访问政府开放科学数据站点是获取政府科学数据的主要途径，那么访问高校和科研机构的开放数据站点就是获取研究数据的主要途径，因为高校和科研机构是主要的研究数据生产者，很多研究数据都是通过各国高校和科研机构的开放数据站点来存储和发布的，这些机构包括各国高校、高校图书馆、高校实验室、科学院、社科院、研究所以及研究协会等。每个国家都拥有众多的高校和科研机构，且大多建立了开放数据站点，因此这类站点也是多不胜举。例如世界顶级研究型综合大学之一的康奈尔大学建立的CISER Data Archive[22]，澳大利亚最大的国家级科研机构，同时也是世界上最大、最多样化的科研机构之一的澳大利亚联邦科学与工业研究组织（Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization ，CSIRO）建立的CSIRO数据获取门户（CSIRO Data Access Portal）[23]、美国四大学术机构之一的国家科学基金会（National Science Foundation）资助建立的DataONE[24]、中国最高的学术和研究机构中国科学院建立的中国科学院数据云[25]和基础科学数据共享网[26]、英国研究理事会重要成员之一的英国科学和技术设施理事会（Science and Technology Facilities Council）建立的CEDA环境数据分析中心[27]等。由于这类站点比较繁多，且各机构科学数据开放程度、数量难以比较，因此这里不再对具体的站点进行详细论述。多数情况下，用户只需登陆某个机构的官方网站便可找到相关开放数据站点的链接。
3.4 其他组织或机构的开放数据站点
除了以上所列出的机构外，还有很多由非营利性会员组织、出版社、基金会等其他类型的组织或机构建设管理的开放数据站点。限于篇幅，经过同类站点对比之后，这里仅选取收录科学数据比较多的DataDryad. org[28]、Figshare[29]和Datahub[30]进行简要列表介绍。
表5 DataDryad.org、Figshare和Datahub简介
4 查阅开放存取仓储注册系统或目录
4.1 专门的开放数据仓储注册系统或目录
如前文所述，近些年开放数据仓储如雨后春笋般涌现，其数量越来越庞大、类型越来越多，用户想要在如此复杂繁多的数据仓储中找到自己所需的科学数据也变得愈发困难。因此，一些专门用于查找开放数据仓储的注册系统或目录应运而生，例如Re3data.org、Dataportals.org[31]、Datalib[32]等，为用户全面、准确地查找科学数据带来了诸多便利。除此之外，很多政府或研究机构门户站点也会建立类似的注册系统或目录，用于指引用户和查找与本机构、本系统相关的开放科学数据，例如美国政府开放数据目录[33]、美国能源部开放数据目录[34]等。这里选取影响较大的Re3data.org和Dataportals.org进行介绍。
4.1.1 Re3data.org
Re3data. org建立于2012年秋，是一个由德国研究基金会资助的、涵盖不同学科数据仓储的全球性研究数据仓储注册系统，该系统旨在为研究人员、资助机构、出版商以及学术机构提供永久存储和开放获取相关研究数据的数据仓储，以促进研究数据的获取和共享。截至2015年11月21日，Re3data.org共收录了1371个研究数据仓储，其中1163个数据仓储可开放获取，所收录的数据仓储可按照主题、内容类型和国家进行浏览，并且以图形的形式进行呈现，也可以进行在线检索，具体到每个数据仓储，用户可以查看其主题、URL、内容类型、关键词、仓储类型等详细信息。目前， Re3data. org正在与另一个重要的开放数据仓储目录Datalib.org进行合并，合并完成后，其功能将更为强大和完善。
4.1.2 Dataportals.org
数据门户网站（Dataportals.org）又叫数据目录网站（Datacatalogs.org ），是世界上最全面、最详细的开放数据资源目录，它是由一群来自世界各地的开放数据权威专家（包括一些国家、地区和地方的政府代表、世界银行等国际组织的代表以及众多的非政府组织代表）策划建立的，由开放知识基金会（Open Knowledge Foundation）来管理和运行[22]。截至2015年11月21日，该门户网站共收录了世界各地的461个数据仓储、数据仓储注册站点、目录以及其他数据门户网站等资源，包括联合国数据目录（UN Data）、欧盟开放数据（EU Open Data）、澳大利亚南极数据中心（Australian Antarctic Data Centre）等，并通过地图的形式显示各个开放数据仓储的分布地点。每个资源项都有简介和标签，点击资源列表右侧的图标按钮可以查看该资源的具体描述信息，包括数据涉及范围、出版者、状态、所属国家或语言、标签、链接地址、API端口等。
4.2 综合性的开放存取仓储注册系统或目录
众所周知，开放科学数据是重要的开放存取资源之一，因此除了上文介绍的专门收录开放科学数据仓储的注册系统或目录外，一些著名的综合性开放存取仓储注册系统或目录也会收录大量的开放科学数据仓储。例如“开放存取仓储目录”（The Directory of Open Access Repositories，OpenDOAR）[35]、开放存取目录（Open Access Directory，OAD）[36]、“开放存取仓储注册”（Registry of Open Access Repositories，ROAR）[37]等。它们在收录其他开放存取资源仓储的同时，也收录相当数量的开放科学数据仓储，因此，查阅这些注册系统或目录也是查找科学数据的可行途径之一。表6以OpenDOAR、OAD、ROAR为例，列举了它们所收录开放科学数据仓储的情况。
表6 OpenDOAR、OAD和ROAR收录开放科学数据仓储情况
5 查阅开放数据期刊
查阅开放数据期刊也是获取科学数据的途径之一。这些数据期刊不仅包括一些专门的科学数据期刊，如《科学数据》（Scientific Data）[38]、《中国科学数据》（China Scientific Data）[39]，也包括某些特定学科领域的数据期刊，像《地球系统科学数据》（Earth System Science Data）、《生物医学数据杂志》（Biomedical Data Journal）等。用户可通过DOAJ、Open J-Gate等大型的开放存取期刊目录来查找相关的开放数据期刊，表7列出了DOAJ收录的一些不同学科的开放数据期刊。这里仅以《科学数据》和《中国科学数据》这两个专门的科学数据期刊为例进行详细介绍。
表7 DOAJ收录的开放数据期刊
5.1 《科学数据》
《科学数据》（Scientific Data）由《自然》出版集团于2014年推出，用于描述有价值的科学数据集，是一个可开放获取的同行评审期刊。该期刊主要出版数据描述符（Data Descriptor），它是一种为促进研究数据更容易地被发现、解释和复用而设计的新的出版物形式，每个数据描述符都是由一篇描述数据集的文章和为最大限度地发现和复用数据而设计的结构化的、机器可读的信息组成，它既可用来补充传统研究论文，也可用于描述单个数据集[40]。用户可通过访问《科学数据》的官方网站来查找和下载科学数据，并可利用电子邮件、RSS等进行订阅。
5.2 《中国科学数据》
《中国科学数据》（China Scientific Data）是由中国科学院主办的数据论文在线发表期刊，于2015年创刊。该期刊致力于科学数据的开放、共享和引用，是目前中国唯一的专门面向多学科领域科学数据出版的学术期刊。主要收录具有领域科学研究特色的数据论文，包括但不限于生命科学与医学、地球系统科学、空间科学与天文学、物理学、化学化工、材料科学与工程、信息科学、社会科学等学科领域的基础数据及数据产品，同时兼收高质量的数据科学评述以及数据观点论文[41]。
《中国科学数据》出版平台提供科学数据论文发布和相关数据服务。科研人员可通过该平台提交数据论文以及相关数据集，经由同行评审通过后进行在线发布和共享，提供给更多用户浏览。同时该平台还提供数据论文搜索、数据预览、数据集下载等服务。用户可通过该出版平台来获取相关科学数据[42]。
6 利用综合性搜索引擎
截至2015年9月，全球市场占有率排名前四的综合性搜索引擎分别为Google、Yahoo、Bing和百度[43]，这些都是用户比较熟悉的、甚至经常使用的搜索引擎，但是利用这些工具查找开放科学数据时需要运用一些检索技巧并巧妙构造检索式，因为综合性的搜索引擎很难直接检索到存储在各个具体开放数据站点中的科学数据。如果直接检索科学数据得到的结果较少或者不符合需求，用户就需要改变检索策略，放弃直接查找科学数据，转而去检索这些数据的存储站点、数据仓储注册系统或目录等，然后去登陆具体的站点或仓储来间接查找和获取科学数据。具体检索式的构建如表8所示。
表8 不同检索需求时的检索式构建
7 其他途径
除了上文提到的几种主要途径外，获取科学数据的途径还有很多：访问学科库和知识库，因为许多学科库和知识库也会收录一些科学数据，笔者在《论开放存取资源的收集策略》[44]一文中已介绍，这里不再赘述；利用维基百科查找“Open Scientific Data”、“Open Research Data”、“Open Data”、“Data Repository”、“Data Archive”、“Data Portal”等词条，可得到很多站点资源；利用关联网站，如一些科学数据网站的友情链接、相关链接等，可通过一个网站获得大量的相关网站；通过社交媒体，一些名人、数据专家、数据爱好者会在其个人网站、Blog等媒体上分享少量科学数据；利用关联数据或API来获取等。以上都是获取科学数据的可行途径，但由于其利用价值有限或需要一定的技术基础，因此，对于普通用户而言，一般仅作为科学数据开放存取的辅助途径。
总之，科学数据开放存取的途径多种多样，不同的获取途径有着不同的特点，且各具优势和不足。比如利用数据检索工具比较快捷、方便，但获取的数据全面性却不够；访问开放数据站点针对性比较强，却通常需要逐个站点去查找，费时费力；查阅开放存取注册站点或目录可获取的数据比较全面，但由于是间接查找科学数据，所以过程也比较繁琐。所以用户在具体操作时，可根据自己的使用习惯和需求选择合适的获取途径。同时需要注意辨别数据来源和质量，选择那些权威、真实和可靠的科学数据来为自己的科研服务。
（来稿时间：2016年1月）
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44.黄如花.论开放存取资源的收集策略[J].图书情报工作，2008（12）：6-8
examples, in the hope of providing some reference for users to search and obtain scientific data. These methods including using data search tools , visiting Dataverse repositories , visiting open data sites of relevant organizations or institutions, consulting the registration system or directory of open scientific data repository, consulting the registration system or directory of open access repository, consulting open access data journals and retrieving through the Synthetic Search Engines, etc.〔Key words 〕Scientific data Research data Open access Method
Methods of Open Access to Scientific Data
Huang Ruhua1Liu Long2Chen Meng3
( 1.Center for the Studies of Information Resources of Wuhan University; 2.School of Information Management of Wuhan University;3.Wuhan Conservatory of Music Library )
This paper discusses various methods of open access to scientific data detailedly with operating example
G25
*本文系中国科学技术信息研究所与武汉大学信息管理学院合作项目“科学文献的语义功能识别与深度利用”研究成果之一。
黄如花，女，博士生导师，武汉大学信息资源研究中心教授；刘龙，男，武汉大学信息管理学院博士研究生；陈萌，女，武汉音乐学院图书馆馆员。
